KR101880839B1 - 광 경로 조정 유닛 및 디스플레이 디바이스 - Google Patents
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Abstract
광 경로 조정 유닛 및 이를 채택한 디스플레이 디바이스. 상기 광 경로 조정 유닛은, 서로 다른 방향들로부터 입사한 광을 조정하여 대략 동일한 방향으로 방출하기 위해 사용되며, 집광 부분(11), 반사 부분(12) 및 광 확산 부분(13)을 포함한다. 상기 집광 부분(11) 및 상기 광 확산 부분(13)은 빈 공간을 에워싸고, 상기 반사 부분(12)은 상기 빈 공간 내부에 배치되고, 상기 집광 부분(11)의 중간 및 상기 광 확산 부분(13)의 중간에 각각 접속되어 상기 빈 공간을 이등분한다. 상기 집광 부분(11)은 서로 다른 방향들로부터 입사한 광을 모으기 위해 사용되고, 상기 반사 부분(12)은 상기 집광 부분(11)에 의해 모아진 광을 상기 광 확산 부분(13)으로 반사시키기 위해 사용되고, 상기 광 확산 부분(13)은 상기 반사 부분(12)에 의해 그것에 반사된 광을 대략 동일한 방향으로 방출하기 위해 사용된다. 상기 광 경로 조정 유닛은 서로 다른 방향들로부터 입사한 광을 조정하여 대략 동일한 방향으로 방출할 수 있다.
Description
관련 출원들에 대한 상호 참조들
이 특허 출원은 2015년 1월 6일에 출원된 중국 특허 출원 제201510005753.6호의 우선권을 주장하고, 그 전체 내용은 참조로 본 명세서에 포함된다.
기술 분야
본 발명은 디스플레이 기술 분야에 속하고, 보다 구체적으로는, 광 경로 조정 유닛 및 디스플레이 디바이스에 관한 것이다.
평판 디스플레이 기술은 최근 수십 년간 급속도로 발달했다. 그것은, 스크린 사이즈 및 디스플레이 품질 양쪽이 탁월한 발전을 이루었기 때문에, 현재 주류의 디스플레이 기술이 되었다. 현재, 평판 디스플레이 디바이스는 주로 액정 디스플레이(LCD) 및 유기 발광 디스플레이(OLED)를 포함한다. 액티브 매트릭스 유기 발광 디스플레이(AMOLED)의 발달로 인해, 가요성 디스플레이 스크린의 적용 분야는 점점 더 넓어지고, 사이즈는 점점 더 커진다. 또한, 더 큰 사이즈를 갖는 디스플레이들을 위해, 그것들은 통상적으로 많은 작은 사이즈의 디스플레이 스크린들을 접합(splicing)함으로써 형성된다. 그러나, 접합에 의해 형성된 큰 사이즈의 디스플레이 스크린의 접합 영역은, 불가피하게 블랙 스트립(black strip)들을 가질 것이고, 이 블랙 스트립들은 디스플레이 이미지에 불연속성을 야기할 수 있고, 큰 사이즈의 디스플레이 스크린의 디스플레이 효과에 심각하게 영향을 준다.
따라서, 그것은 양호한 접합 효과 및 연속적 디스플레이 이미지들을 갖는 디스플레이 디바이스를 설계하기 위해서 해결되어야 할 긴급한 기술적 문제가 된다. 예를 들어, 특허 출원 공개 공보 CN104035233A, CN103969736A 및 US5400178A가 접합에 의해 더 큰 사이즈를 갖는 디스플레이들을 형성하는 것에 관한 것이다.
본 발명에 의해 해결되어야 할 기술적 문제는, 종래 기술에서의 상기 결점에 대해, 광 경로 조정 유닛 및 디스플레이 디바이스를 제공하는 것이다. 본 발명에 따르면, 서로 다른 방향들로부터 입사한 광은 대략 동일한 방향으로 투과하도록 상기 광 경로 조정 유닛에 의해 조정될 수 있고, 상기 광 경로 조정 유닛을 사용하는 상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이 패널은 양호한 접합 효과를 갖고, 동시에 상기 디스플레이된 이미지들은 연속적이고 시각 효과들은 더 양호해진다.
본 발명의 상기 기술적 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 따르면, 서로 다른 방향으로부터 입사한 광선들을 대략 동일한 방향으로 투과하도록 조정하기 위한 광 경로 조정 유닛이 제공되고, 이 광 경로 조정 유닛은 집광 부분, 반사 부분 및 광 산란 부분을 포함한다. 상기 집광 부분 및 상기 광 산란 부분은 빈 공간을 형성하고, 상기 반사 부분은, 상기 빈 공간 내에 배치되고 상기 집광 부분의 중간 및 상기 광 산란 부분의 중간에 각각 접속되어, 상기 빈 공간을 2개의 부분으로 분할하고, 상기 집광 부분은 서로 다른 방향들로부터 그것에 입사한 광선들을 집중시키기 위해 사용되고, 상기 반사 부분은 상기 집광 부분에 의해 집중된 상기 광선들을 상기 광 산란 부분으로 반사하기 위해 사용되고, 상기 광 산란 부분은 상기 반사 부분에 의해 그것에 반사된 상기 광선들을 대략 동일한 방향으로 투과시키기 위해 사용된다.
일 실시예에서, 상기 집광 부분은 대칭적으로 배치된 2개의 호형 구조(arc structure)를 포함하고, 상기 광 산란 부분은 대칭 호형 구조이고; 상기 집광 부분 및 상기 광 산란 부분은 대칭 빈 공간을 형성하고; 상기 반사 부분은 상기 대칭 빈 공간의 대칭면(symmetric plane)에 배치되고, 상기 광 산란 부분으로 반사된 상기 광선들은 상기 빈 공간의 상기 대칭면의 방향과 대략 평행한 방향으로 밖으로 투과된다.
일 실시예에서, 상기 집광 부분은, 거울 대칭(mirror symmetry) 형상으로 배치되며 동일한 형상과 사이즈를 갖는 2개의 호형 집광 시트(arc light converging sheet)를 포함하고; 상기 2개의 집광 시트는 한쪽 단부에서 서로 접속되고, 다른 쪽 단부들은 상기 광 산란 부분의 2개의 단부에 각각 접속되고; 상기 반사 부분은 상기 2개의 집광 시트의 거울 대칭면에 배치되고, 상기 반사 부분의 한쪽 단부는 서로 접속된 상기 2개의 집광 시트들의 단부들에 접속되고, 다른 쪽 단부는 상기 광 산란 부분의 상기 대칭면에 위치하는 상기 광 산란 부분의 중간에 접속된다.
일 실시예에서, 상기 집광 시트들 각각은 볼록 렌즈 구조이고, 상기 빈 공간에 가까운 상기 집광 시트의 호면(arc surface)의 라디안(radian)은 상기 빈 공간으로부터 멀리 떨어진 호면의 라디안보다 크다.
일 실시예에서, 상기 광 산란 부분은 오목 렌즈 구조이다.
일 실시예에서, 상기 반사 부분은 대칭 쐐기형(wedge-shaped) 구조이고, 상기 대칭 쐐기형 구조의 더 넓은 단부는, 서로 접속된 상기 2개의 집광 시트의 단부들에 접속되고, 더 좁은 단부는 상기 광 산란 부분의 상기 대칭면에 위치하는 상기 광 산란 부분의 중간에 접속되고; 상기 2개의 집광 시트에 대향하는 상기 대칭 쐐기형 구조의 2개의 측면에는 반사막들이 배치된다.
일 실시예에서, 상기 대칭 쐐기형 구조의 각도는 3° 내지 7°의 범위에 있다.
일 실시예에서, 상기 집광 부분, 상기 반사 부분 및 상기 광 산란 부분은 일체로 형성되거나;
또는, 상기 집광 부분, 상기 광 산란 부분 및 상기 반사 부분이 각각 형성된 뒤에, 함께 조립되거나;
또는, 상기 집광 부분 및 상기 광 산란 부분이 일체로 형성되고, 상기 반사 부분은 독립적으로 형성된 뒤에, 독립적으로 형성된 상기 반사 부분과, 일체로 형성된 상기 집광 부분 및 상기 광 산란 부분이 함께 조립된다.
일 실시예에서, 상기 집광 부분, 상기 반사 부분 및 상기 광 산란 부분은 무색 투명한 재료들을 사용하여 형성된다.
일 실시예에서, 상기 집광 부분, 상기 반사 부분 및 상기 광 산란 부분은 유리 재료들 또는 수지 재료들을 사용하여 형성된다.
본 발명의 상기 기술적 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 디스플레이 디바이스가 제공되고, 이 디스플레이 디바이스는, 함께 접합될 수 있는 적어도 2개의 디스플레이 스크린을 포함하고, 인접한 디스플레이 스크린들 사이에는 접합 갭(splicing gap)이 있고, 상기 접합 갭 내에는 상기 광 경로 조정 유닛들 중 임의의 하나가 배치된다.
일 실시예에서, 상기 적어도 2개의 디스플레이 스크린의 에지 부분(edge part)은 내부로 구부러져 만곡된 부분(bended part)을 형성하고, 상기 접합 갭은 상기 인접한 디스플레이 스크린들의 상기 만곡된 부분들 사이에 형성된다. 상기 광 조정 경로는 상기 접합 갭 내에 배치되고, 상기 집광 부분, 상기 반사 부분 및 상기 광 산란 부분의 길이들은 상기 디스플레이 스크린의 상기 접합 갭의 길이와 동일하다.
일 실시예에서, 상기 디스플레이 스크린의 상기 만곡된 부분은 평면 부분 및 곡면 부분을 포함하고, 상기 곡면 부분의 라디안은, 상기 집광 부분에 있어서, 상기 빈 공간으로부터 멀리 떨어진, 상기 집광 시트의 호면의 라디안과 일치한다. 상기 곡면 부분은 블랙 매트릭스 및 발광 유닛을 포함하고, 상기 발광 유닛으로부터 방출된 광선들은 서로 다른 방향들에서 상기 집광 부분 안으로 들어가고, 상기 평면 부분의 방향과 대략 평행한 방향으로 상기 광 산란 부분의 밖으로 투과된다.
본 발명의 유익한 효과는, 상기 광 경로 조정 유닛은 서로 다른 방향들로부터 입사한 광선들을 대략 동일한 방향으로 투과하도록 조정할 수 있고, 이 광 경로 조정 유닛은 단순한 구조를 갖고, 제조하기가 용이하다는 점이다.
상응하여, 상기 광 경로 조정 유닛을 이용한 디스플레이 디바이스는, 접합에 의해 형성된 무프레임(frameless) 및 큰 사이즈의 가요성 디스플레이 스크린 구조를 구현하고, 그로 인해, 상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이 패널은 양호한 접합 효과를 갖고, 동시에 디스플레이 이미지들은 연속적이고 시각 효과는 더 양호해진다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 의해 제공되는 광 경로 조정 유닛의 구조에 대한 개략도이고;
도 2는 도 1의 집광 부분의 구조에 대한 개략도이고;
도 3은 도 1의 반사 부분의 구조에 대한 개략도이고;
도 4는 도 1의 광 산란 부분의 구조에 대한 개략도이고;
도 5는 도 1의 광 경로 조정 유닛의 광학 시뮬레이션 모델 개략도이고;
도 6은 본 발명의 실시예 2에 있어서 디스플레이 디바이스의 구조에 대한 개략도이고;
도 7은 도 6의 디스플레이 디바이스의 광학 시뮬레이션 모듈 개략도이고;
도 8은 도 7의 디스플레이 상태에서 2개의 인접한 디스플레이 스크린의 조도 다이어그램(illumination diagram)이고;
도 9는 디스플레이 상태에서 2개의 인접한 디스플레이 스크린의 공간적 색도 그리드 다이어그램(spatial chromaticity grid diagram)이다.
도 2는 도 1의 집광 부분의 구조에 대한 개략도이고;
도 3은 도 1의 반사 부분의 구조에 대한 개략도이고;
도 4는 도 1의 광 산란 부분의 구조에 대한 개략도이고;
도 5는 도 1의 광 경로 조정 유닛의 광학 시뮬레이션 모델 개략도이고;
도 6은 본 발명의 실시예 2에 있어서 디스플레이 디바이스의 구조에 대한 개략도이고;
도 7은 도 6의 디스플레이 디바이스의 광학 시뮬레이션 모듈 개략도이고;
도 8은 도 7의 디스플레이 상태에서 2개의 인접한 디스플레이 스크린의 조도 다이어그램(illumination diagram)이고;
도 9는 디스플레이 상태에서 2개의 인접한 디스플레이 스크린의 공간적 색도 그리드 다이어그램(spatial chromaticity grid diagram)이다.
본 기술분야의 통상의 기술자가 본 발명의 기술적 해결법들을 더 잘 이해하도록 하기 위해서, 본 발명에 의해 제공되는 상기 광 경로 조정 유닛 및 상기 디스플레이 디바이스는 첨부 도면들 및 특정 실시예들과 결합하여 보다 세부적으로 설명될 것이다.
실시예 1:
이 실시예는, 서로 다른 방향들로부터 입사한 광을 대략 동일한 방향으로 투과하도록 조정하기 위한 광 경로 조정 유닛을 제공한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 광 경로 조정 유닛은 집광 부분(11), 반사 부분(12) 및 광 산란 부분(13)을 포함한다. 상기 집광 부분(11) 및 상기 광 산란 부분(13)은 함께 접속되어 빈 공간을 형성하고, 상기 반사 부분(12)은 상기 빈 공간에 배치되고 상기 집광 부분(11)의 중간 및 상기 광 산란 부분(13)의 중간에 각각 접속되어, 상기 빈 공간을 2개의 부분으로 분할한다. 상기 집광 부분(11)은 서로 다른 방향들에서 그것에 입사한 광선들을 집중시키기 위해 사용되고, 상기 반사 부분(12)은 상기 집광 부분(11)에 의해 집중된 상기 광선들을 상기 광 산란 부분(13)으로 반사시키기 위해 사용되고, 상기 광 산란 부분(13)은 상기 광 반사 부분(12)에 의해 반사된 광선들을 산란시켜서 그것들이 대략 동일한 방향, 예를 들어, 정면(front-facing) 방향과 대략 평행한 방향으로 투과하게 하기 위해서 사용된다. 상기 집광 부분(11) 및 상기 광 산란 부분(13)은 빈 공간을 형성하고, 상기 반사 부분(12)은 상기 집광 부분(11)의 중간 및 상기 광 산란 부분(13)의 중간에 각각 접속되어 상기 빈 공간을 2개의 부분으로 분할하기 때문에, 그것은 서로 다른 방향들로부터 입사한 광선들을 조정하여서 그것들이 대략 동일한 방향으로 투과하게 하는 효과를 실현할 수 있고, 이는 상기 집광 부분(11), 상기 광 반사 부분(12) 및 상기 광 산란 부분(13)의 형상들 및 사이즈들의 협력에 의해 이루어진다.
여기서 "정면"은 인간의 눈의 시각 방향에 관련하여 정의된 상대적 "정면"이라는 점을 이해해야 한다. 상기 광 경로 조정 유닛(13)의 상기 집광 부분(11)에 입사한 광선들이 상기 광 경로 조정 유닛의 상기 광 산란 부분(13)의 밖으로 투과될 때, 이 광선들은 실질적으로 동일한 투과 방향을 갖는 광선들로 조정되고; 또한, 상기 광선들의 투과 방향들은 상기 광선들의 입사 방향들과 비평행일 수 있고, 상기 광선들의 실질적으로 동일한 투과 방향은 상기 인간의 눈의 "정면" 방향일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 집광 부분(11)은 대칭적으로 배치된 2개의 집광 시트(110)를 포함한다(상기 2개의 집광 시트(110)는 상기 집광 부분(11)의 대칭면에 대하여 대칭되고, 상기 집광 시트(110)들은 도 2에 도시된 호형 구조를 이용하고, 이 호형 구조는 상기 빈 공간으로부터 상대적으로 멀리 떨어진 집광 내부 호면(111) 및 상기 빈 공간에 상대적으로 가까운 집광 외부 호면(112)을 포함하고, 상기 집광 외부 호면(112)의 라디안은 상기 집광 내부 호면(111)의 라디안보다 크다. 상기 광 산란 부분(13)은 도 4에 도시된 대칭 호형 구조를 사용하고, 이 대칭 호형 구조는 상기 광 산란 부분(13)의 대칭면에 대하여 대칭되는 광 산란 내부 호면(131) 및 광 산란 외부 호면(132)을 포함한다. 또한, 상기 광 산란 내부 호면(131)은, 상기 빈 공간에 상대적으로 가깝고, 반면에 상기 광 산란 외부 호면(132)은 상기 빈 공간으로부터 상대적으로 멀리 떨어져 있다. 상기 집광 부분(11) 및 상기 광 산란 부분(13)은 대칭 빈 공간을 형성한다. 도 3에 도시된 상기 반사 부분(12)은, 상기 대칭 빈 공간의 대칭면에 배치되고, 상기 집광 부분(11)의 대칭면에 있어서 상기 집광 부분(11)의 중간 및 상기 광 산란 부분(13)의 상기 대칭면에 있어서 상기 광 산란 부분(13)의 중간에 각각 접속되어, 상기 빈 공간을 동일한 형상 및 사이즈를 갖는 2개의 하위-빈 공간(sub-hollow space)으로 분할한다. 상기 광 산란 부분(13)으로 반사된 광선들은 상기 빈 공간의 대칭면의 방향과 대략 평행한 방향으로 투과한다.
구체적으로, 상기 집광 부분(11)은, 거울 대칭 형태로 배치되며 동일한 형상 및 사이즈를 갖는 2개의 호형 집광 시트(110)를 포함하고, 상기 2개의 집광 시트(110)는 한쪽 단부에서 서로 접속되고, 다른 쪽 단부들은 상기 광 산란 부분(13)의 2개의 단부에 각각 접속된다. 상기 반사 부분(12)은 상기 2개의 집광 시트(110)의 거울 대칭면에 배치되고, 그것의 한쪽 단부는 서로 접속된 2개의 집광 시트(110)의 단부들에 접속되고, 다른 쪽 단부는 상기 광 산란 부분(13)의 중간에 접속되고, 상기 광 산란 부분(13)의 대칭면 내에 있어, 상기 빈 공간을 동일한 형상 및 사이즈를 갖는 2개의 하위-빈 공간으로 분할한다. 상기 2개의 집광 시트(110)의 거울 대칭면(즉, 집광 부분(11)의 대칭면), 상기 광 산란 부분(13)의 대칭면 및 상기 빈 공간의 대칭면은 일치한다.
각각의 집광 시트(110)는 볼록 렌즈 구조를 이용한다. 상기 광 경로 조정 유닛의 서로 다른 적용 시나리오들에 따르면, 예를 들어, 입사한 광선들을 상기 집광 부분(11)으로 방출하는 상기 만곡된 방출 부분의 만곡도들의 차이에 따라, 상기 집광 시트(110)는 서로 다른 굴절률을 갖는 불규칙적 볼록 렌즈 구조일 수 있어, 측 방향으로부터 입사한 광선들이 상기 정면 방향으로 가능한 많이 집중하게 한다. 도 2에 도시된 상기 집광 시트(110)는 호형 구조를 갖고, 그것의 집광 내부 호면(111)의 라디안은 상기 만곡된 발광 부분의 만곡된 라디안(bended radian)과 일치하는 것이 바람직하고, 따라서 상기 집광 내부 호면(111)의 곡률 반경은 상기 집광 시트(110)에 입사한 광선들의 상기 만곡된 발광 부분의 만곡도의 증가에 따라 점진적으로 증가할 수 있고, 그로 인해, 상기 광 경로 조정 유닛은 상기 만곡된 발광 부분과 더 양호하게 결합할 수 있어, 측 방향으로부터 입사한 더 많은 광선들이 상기 광 경로 조정 유닛의 내부로 더 균일하게 집중되도록 보장한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 반사 부분(12)은 대칭 쐐기형 구조이고, 상기 대칭 쐐기형 구조의 더 넓은 단부는 서로 접속된 2개의 집광 시트(110)의 단부들에, 즉 상기 집광 부분(11)의 중간에 접속되고, 더 좁은 단부는 상기 광 산란 부분(13)의 중간에 접속되고, 상기 광 산란 부분의 대칭면 내에 있다. 즉, 2개의 집광 시트(110)에 각각 대향하는 상기 반사 부분(12)의 2개의 측면은 그것의 대칭면에 대하여 대칭적이고, 상기 반사 부분(12)의 대칭면은 상기 2개의 집광 시트(110)의 거울 대칭면, 상기 빈 공간의 대칭면, 및 상기 광 산란 부분(13)의 대칭면과 일치한다.
일례에서, 상기 반사 부분(12)에 의해 사용되는 상기 대칭 쐐기형 구조는 좁은 각도를 갖고, 이 각도는 3° 내지 7°의 범위인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 5°이다. 상기 대칭 쐐기형 구조의 각도가 5°이면, 상기 쐐기형 구조의 강도가 보장되고, 제조가 용이할 수 있다. 상기 집광 부분(11)에 의해 집중된 광선들은, 좁은 각도를 갖는 상기 쐐기형 구조를 갖는 상기 반사 부분(12)을 사용하는 것을 통해, 상기 반사 부분(12)의 2개의 측면에 의해 반사될 수 있는데, 그 이유는 상기 쐐기형 구조의 더 넓은 단부가 상기 집광 부분(11)의 중간에 접속되고, 집광 부분(11)의 대칭면 내에 있으며, 반면에 더 좁은 단부는 상기 광 산란 부분(13)의 중간에 접속되고, 상기 광 산란 부분(13)의 대칭면 내에 있기 때문에, 상기 집광 부분(11)에 의해 집중된 광선들이 상기 광 산란 부분(13)으로 가능한 많이 투과될 것이고, 상기 측 방향으로부터 입사한 광선들의 이동 경로는 최대 한도로 변경될 것이다. 여기서 광원(light source)에 따라, 상기 광 산란 부분(13)의 중간에 접속된 상기 반사 부분(12)의 상단부(top end)는 뾰족한 형상이고, 상기 반사 부분(12)은 뾰족한 상단이 잘린 호형 상부 바닥면(arc upper bottom surface)을 갖는 등변 사다리꼴일 수도 있으며, 더 나아가, 상기 광 산란 부분(13)의 라디안의 범위에 따라, 바람직하게는, 상기 등변 사다리꼴의 상기 호형 상부 바닥면은 상기 광 산란 부분(13)의 상기 광 산란 내부 호형(131)과 매칭된다.
또한, 상기 2개의 집광 시트(110)에 대향하는 상기 반사 부분(12)에 의해 이용된 상기 쐐기형 구조의 2개의 측면에는 반사막(120)이 배치되고, 이 반사막은 반사 기능을 갖는 임의의 코팅막을 사용할 수 있지만, 여기에 한정되지 않는다. 코팅막(120)은 상기 반사 부분(12)의 양쪽 측면에 배치되고, 이는 광 에너지의 손실을 저감할 수 있으며, 따라서 상기 집광 부분(11)에 의해 집중된 광선들은 상기 빈 공간의 대기(30) 중에서 상기 반사 부분(12)의 2개의 측면으로 투과하고, 상기 반사 부분(12)의 2개의 측면에 의해 반사되어서, 측면으로부터 입사한 광선들의 이동 경로들이 최대 한도로 변경된다. 반사막(120)으로 코팅된 상기 반사 부분(12)의 2개의 측면들 각각과, 상기 빈 공간의 대칭면들 사이에 일정한 각도가 존재하므로, 상기 집중된 광선들은 측부와 반대 방향을 향하여 반사되는 것 대신에, 정면 방향을 향하여 가능한 많이 반사될 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광 산란 부분(13)은 대칭 오목 렌즈 구조일 수 있다. 상기 광 산란 부분(13)은 규칙적 오목 렌즈 구조이기 때문에, 상기 반사 부분(12)에 의해 반사된 광선들은 상기 광 산란 부분(13)에 의해 산란된 후에 상기 정면 방향으로 투과할 수 있다. 상기 광 산란 부분(13)의 대칭면은 상기 광 경로 조정 유닛의 상기 빈 공간의 대칭면과 일치하기 때문에, 그것은 상기 빈 공간 내에서 전파되는 광선들이 정면 방향으로 동일한 광학 성능(optical performance)을 가질 수 있고, 따라서 상기 광 산란 부분(13)의 밖으로 투과되는 광선들은 상기 정면 방향으로 균일하게 투과할 수 있다.
이 실시예에서, 상기 집광 부분(11), 상기 반사 부분(12) 및 상기 광 산란 부분(13)은 일체로 성형될 수 있고, 예를 들어, 상기 집광 부분(11), 상기 반사 부분(12) 및 상기 광 산란 부분(13)은 3D 프린팅 방식으로 프린트될 수 있다. 선택적으로, 상기 집광 부분(11), 상기 광 산란 부분(13) 및 상기 반사 부분(12)이 각각 형성된 뒤에, 상기 집광 부분(11), 상기 광 산란 부분(13) 및 상기 반사 부분(12)이 함께 조립된다. 선택적으로, 상기 집광 부분(11) 및 상기 광 산란 부분(13)이 일체로 형성되고, 상기 반사 부분(12)은 독립적으로 형성된 뒤에, 상기 독립적으로 형성된 반사 부분(12)과, 상기 일체로 형성된 상기 집광 부분(11) 및 광 산란 부분(13)이 함께 조립된다. 상기 반사 부분(12)이 독립적으로 형성되는 경우, 상기 반사 부분(12)이 독립적으로 제조되고, 그것의 2개의 측면에는 반사막(120)이 코팅되어, 반사 효과를 향상시키고, 그런 다음 상기 반사 부분(12)은 상기 집광 부분(11) 및 상기 광 산란 부분(13)에 의해 형성되는 상기 빈 공간 내에 내장되고, 따라서 상기 반사막(120)으로 코팅된 상기 반사 부분(12)의 상기 2개의 측면은 상기 2개의 집광 시트(110)에 각각 대향하고, 상기 빈 공간은 상기 반사 부분(12)에 의해 동일한 형상 및 사이즈를 갖는 2개의 하위-빈 공간으로 분할된다.
이 실시예에서, 상기 집광 부분(11), 상기 반사 부분(12) 및 상기 광 산란 부분(13)은 모두 무색 투명한 재료들을 사용하여 제조된다. 예를 들어, 상기 집광 부분(11), 상기 반사 부분(12) 및 상기 광 산란 부분(13)은 유리 재료들(예를 들어, BK7 등) 또는 수지 재료들(예를 들어, PMMA(polymethyl methacrylate) 등)에 의해 형성될 수 있다. 이 실시예에서, 상기 집광 부분(11), 상기 반사 부분(12) 및 상기 광 산란 부분(13)의 재료들은, 상기 광 조정 유닛이 무색 투명한 것을 보장하는 한, 한정되지 않는다는 점을 이해해야 한다.
도 5는 상기 광 경로 조정 유닛의 광학 시뮬레이션 모델 개략도를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 평면 광원(40)은 상기 광 경로 조정 유닛(10)에 대하여 경사지게 배치되고, 상기 평면 광원(40)의 발광면은 상기 광 경로 조정 유닛(10)의 집광 부분(11)에 대향한다. Receiver_5는 시뮬레이션 광이 집중될 중간 위치이다. 상기 평면 광원(40)으로부터 방출된 광선들은, 상기 광선들의 전파를 누설 없이 실현하여 광 에너지의 손실을 회피하기 위해서, 상기 집광 부분(11) 안으로 들어가고, 상기 집광 부분(11)에 의해 집중되고, 상기 광 반사 부분(12)에 의해 반사된 뒤에, 상기 빈 공간의 대칭면과 대략 평행한 방향(예를 들어, 도 5의 Y 방향)으로 상기 광 산란 부분(13)의 밖으로 투과된다.
이 실시예에서, 규칙적 형상의 집광 부분, 광 반사 부분 및 상기 광 산란 부분이 상기 광 조정 유닛에서 사용되지만, 상기 광 경로 조정 유닛은, 상기 집광 부분 및 상기 광 산란 부분이 빈 공간을 형성할 수 있는 한, 이에 한정되지 않으며, 상기 빈 공간에 배치된 상기 반사 부분은 상기 집광 부분에 의해 집중된 광선들을 상기 광 산란 부분으로 반사할 것이다. 상기 집광 부분을 형성하는 상기 집광 시트의 특정 형상은 조정될 입사 광선들을 방출하는 상기 만곡된 발광 부분의 형상에 따라 조정될 것이고; 상기 광선들을 반사하기 위한 반사 부분의 형상은 쐐기형 구조 또는 곡면 형상(curving shape)을 포함하는 다른 형상들일 수 있고; 그것에 입사한 광선들을 산란시켜 이 광선들을 유사한 방향들에서 밖으로 투과시키기 위한 상기 광 산란 부분의 형상은 필요에 따라 조정될 수 있고, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
이 실시예에 있어서 상기 광 경로 조정 유닛을 통해, 대칭 구조를 갖는 상기 집광 부분, 상기 광 반사 부분 및 상기 광 산란 부분의 구조물들을 배치하고, 상기 집광 부분의 대칭면, 상기 광 산란 부분의 대칭면, 상기 반사 부분의 대칭면이 상기 집광 부분 및 상기 광 산란 부분에 의해 형성된 빈 공간의 대칭면과 일치하게 함으로써, 서로 다른 방향들로부터 입사한 광선들은 대략 동일한 방향으로 투과하도록 조정될 수 있고, 상기 광 경로 조정 유닛의 구조는 단순하고 제조가 용이하다.
실시예 2:
이 실시예는 실시예 1의 상기 광 경로 조정 유닛을 포함하는 디스플레이 디바이스를 제공한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이 디바이스는, 함께 접합될 수 있는 적어도 2개의 디스플레이 스크린(20)을 포함하고, 접합될 인접한 디스플레이 스크린(20)들 사이에는 접합 갭(31)이 존재하고, 실시예 1에 의해 제공되는 상기 광 경로 조정 유닛(10)은 상기 접합 갭(31) 내에 배치된다. 상기 광 경로 조정 유닛(10)에 의해 조정된 출사 광선들은 상기 정면 방향으로 투과하고, 여기서 "정면 방향"이라는 용어는 복수의 디스플레이 스크린에 의해 접합된 큰 사이즈의 전체 디스플레이 스크린의 법선 방향을 지칭한다.
디스플레이 스크린(20)은 기판; 블랙 매트릭스(BM) 및 발광 유닛(도 6에 도시 생략됨)을 포함하고, 이것들은 순차적으로 상기 기판 상에 적층된다. 이 실시예에서, 상기 디스플레이 스크린(20)의 에지 부분은, 내부로(즉, 광선들이 상기 발광 유닛에 의해 상기 디스플레이 스크린(20)의 밖으로 방출되는 방향과 반대 방향으로) 구부러져 만곡된 부분을 형성하고, 접합 갭(31)은 접합될 상기 인접한 디스플레이 스크린(20)들의 만곡된 부분들 사이에 형성된다. 상기 광 경로 조정 유닛(10)은 상기 접합 갭(31) 내에 배치되고, 상기 집광 부분(11), 상기 반사 부분(12) 및 상기 광 산란 부분(13)의 길이들은 상기 디스플레이 스크린(20)의 접합 갭(31)의 길이와 동일하다.
상기 디스플레이 스크린(20)의 만곡된 부분은 평면 부분(21) 및 곡면(curved surface) 부분(22)을 포함하고, 상기 집광 부분(11)의 빈 공간으로부터 멀리 떨어진 상기 집광 시트(110)의 상기 집광 내부 호형(111)의 라디안은 상기 곡면 부분(22)의 라디안과 일치하고, 상기 평면 부분(21)은 상기 디스플레이 스크린(20)의 중간 부분에 수직으로 배치될 수 있다. 상기 평면 부분(21)에 있어서 상기 발광 유닛으로부터 방출된 광선들이 상기 광 조정 유닛(10)으로 도달하는 것이 곤란하기 때문에, 상기 평면 부분(21)은 블랙 매트릭스 및 상기 발광 유닛을 포함하거나, 또는 비용 절감을 위해 단순히 블랙 매트릭스를 포함할 뿐이고 상기 발광 유닛은 포함하지 않는다. 상기 곡면 부분(22)은 블랙 매트릭스(요약하면 BM) 및 발광 유닛을 포함하고, 상기 곡면 부분(22)의 발광 유닛에 의해 방출된 광선들은 서로 다른 방향들에서 상기 집광 부분(11)에 입사될 수 있고, 그런 다음 순서대로 상기 집광 부분(11)에 의해 집중되고 상기 반사 부분(12)에 의해 반사되어, 최종적으로 상기 평면 부분(21)의 방향에 대략 평행한 방향으로 상기 광 산란 부분(13)의 밖으로 투과한다. 이러한 설명에서, 상기 만곡된 부분에서 상기 발광 유닛을 포함하는 부분은, 상기 만곡된 발광 부분이라고 지칭된다. 상기 만곡된 발광 부분은 단순히 상기 곡면 부분(22)을 포함할 뿐이거나, 곡면 부분(22)과 평면 부분(21)의 일부 또는 전체를 포함한다.
디스플레이 스크린에서 발광 유닛은 유기 발광 디스플레이(OLED)일 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 가요성 AMOLED 디스플레이 스크린의 BM 부분들은, 하부로(즉, 상기 발광 유닛에 의해 방출된 광선들이 상기 디스플레이 스크린에서 나오는 방향과 반대 방향으로) 만곡된 뒤에, 접합되어, 상기 광 경로 조정 유닛(10)을 위치시키기 위한 접합 갭(31)을 남긴다. 만곡되는 가요성 AMOLED 디스플레이 스크린의 각도에 따르면, 상기 집광 부분(11)은 서로 다른 굴절률을 갖는 불규칙적 오목 구조들일 수 있고, 그것의 집광 내부 호면(111)은 상기 만곡된 발광 부분의 만곡된 라디안과 일치되는 것이 바람직하고, 그로 인해 상기 광 경로 조정 유닛(10)은 접합될 가요성 AMOLED 디스플레이 스크린들과 더 양호하게 결합되어, 원래 상기 측 방향으로부터 투과된 광선들이 가능한 많이 정면 방향으로 집중하게 한다. 접합될 2개의 인접한 AMOLED 디스플레이 스크린들은 상기 광 산란 부분(13)의 대칭면에 대하여 대칭적이고, 따라서 상기 곡면 평면(22)의 상기 발광 유닛에 의해 방출된 광선들은, 상기 반사 부분(12)에 의해 반사된 후에, 정면 방향으로 상기 광 산란 부분(13)의 밖으로 균일하게 투과되어, 접합될 상기 AMOLED 디스플레이 스크린의 만곡된 발광 부분이 정면 방향으로 동일한 광학 성능을 갖도록 보장하여, 접합된 가요성 디스플레이 스크린들의 이음새없는 무프레임 디스플레이를 달성한다.
상기 구조에 기초하여, 상기 디스플레이 디바이스의 광학 시뮬레이션 모델이 확립되고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 광원들은 주로 상기 디스플레이 스크린(20)의 곡면 부분(22)에 상기 발광 유닛을 포함하고; Receiver_14는 상기 시뮬레이션 광이 집중하는 중앙 위치이다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 곡면 부분(22)의 발광 유닛으로부터 방출된 광선들은 서로 다른 방향들에서 상기 광 경로 조정 유닛(10)의 집광 부분(11) 안으로 들어가고, 상기 집광 부분(11)에 의해 집중된 광선들이 상기 광 경로 조정 유닛(10)에서 반사된 후에, 그것들은 상기 광 경로 조정 유닛(10)의 상기 광 산란 부분(13)의 밖으로(예를 들어, 도 7의 Y 방향으로) 투과되어, 상기 디스플레이 스크린(20)의 만곡되지 않은 부분(non-bended part)과 실질적으로 동일한 광 투과 방향들을 갖게 되어, 상기 만곡된 발광 부분의 정면 방향으로의 균일한 광 방출을 달성한다.
또한, 도 7에 도시된 디스플레이 디바이스의 디스플레이 상태에서, 인접한 접합된 디스플레이 스크린(20)에 대한 조도 분석(illuminance analysis) 및 색공간 분석(space chrominance analysis)을 수행하여, 도 8에 도시된 조도 차트, 및 도 9에 도시된 공간적 CIE 메쉬를 얻는다. 도 8에서, 횡 방향에 있어서, 2개의 측부(two sides)는 높고 중간은 낮은(즉, 상기 스크린의 2개의 측부는 밝고, 반면에 중간은 어둡다는 것에 대응함) 현상이 존재하지 않으며, 이는 만곡된 발광 부분의 조도는 만곡되지 않은 부분의 조도와 실질적으로 일치하는 것을 지시하고; 상기 광 경로 조정 유닛(10)은 상기 디스플레이 스크린(20)의 상기 만곡된 발광 부분에 의해 방출된 광선들을 조정하기 위해 사용되고, 상기 만곡된 발광 부분 및 상기 만곡되지 않은 부분에 의해 방출된 광선들의 조도는 균일하고, 상기 디스플레이된 이미지들이 이와 같이 연속적이다. 도 9에서, 상기 만곡된 발광 부분 및 상기 만곡되지 않은 발광 부분은 색상 혼합 현상을 갖지 않으며(왼편 노란색 Y 및 오른편 녹색 G의 색상-혼합 계면이 존재하지 않음), 이는 정면 방향에서 접합될 인접한 2개의 가요성 디스플레이 스크린의 상기 만곡된 발광 부분의 이음새없는 디스플레이를 실현한다.
이 실시예에 의해 제공되는 디스플레이 디바이스는, 2개의 가요성 AMOLED 디스플레이 스크린들의 에지 부분들을 하부로 구부리고 접합하고, 접합에 의해 형성된 갭에 상기 광 경로 조정 유닛을 배치함으로써, 원래 만곡된 발광 부분이 예를 들어, 정면 방향으로 광을 방출할 수 있어서, 상기 만곡된 디스플레이 부분이 더 양호하게 디스플레이될 수 있는 것을 보장하며, 따라서 접합 방식에 의해 형성된 가요성 디스플레이 스크린의 이음새없는 무프레임 디스플레이를 더 양호하게 달성할 수 있다.
디스플레이 디바이스는 주로 큰 디스플레이에 대한 요건을 갖는 옥외 또는 실내 디스플레이 시나리오들에 적합하고, 물론 그것들은 액정 패널들, 전자 종이들, OLED 패널들, 휴대폰들, 태블릿 컴퓨터들, 텔레비전들, 디스플레이들, 노트북 컴퓨터들, 디지털 사진 프레임들, 내비게이터들, 및 디스플레이 기능을 갖는 임의의 제품들 또는 부분들일 수 있다.
이 실시예의 디스플레이 디바이스에 따르면, 실시예 1의 광 경로 조정 유닛을 사용하여, 접합에 의해 형성된 무프레임 및 대형(big-sized) 가요성 디스플레이 스크린 구조가 실현되고, 상기 디스플레이 디바이스의 디스플레이 패널은 양호한 접합 효과, 연속적 디스플레이된 이미지들 및 더 양호한 시각 효과를 갖는다.
상기 실시예들은 단순히 본 발명의 원리들을 설명하기 위한 예시적 실시예들일 뿐이며, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않는다는 점을 이해할 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자에게는, 다양한 수정들 및 향상들이 본 발명의 사상들 및 본질들로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있으며, 이 수정들 및 향상들도 본 발명의 보호 범위로 간주된다.
Claims (13)
- 서로 다른 방향들로부터 입사한 광선들(light rays)을 대략 동일한 방향으로 투과하도록 조정하기 위한 광 경로 조정 유닛으로서,
집광 부분(light converging part), 반사 부분(reflective part) 및 광 산란 부분(light scattering part)을 포함하고; 상기 집광 부분 및 상기 광 산란 부분은 빈 공간(hollow space)을 형성하고, 상기 반사 부분은 상기 빈 공간 내에 배치되고 상기 집광 부분의 중간 및 상기 광 산란 부분의 중간 부분에 각각 접속되어 상기 빈 공간을 2개의 부분으로 분할하고; 상기 집광 부분은 서로 다른 방향들로부터 그것에 입사한 광선들을 집중시키기 위해 사용되고, 상기 반사 부분은 상기 집광 부분에 의해 집중된 상기 광선들을 상기 광 산란 부분으로 반사시키기 위해 사용되고, 상기 광 산란 부분은 상기 반사 부분에 의해 그것에 반사된 상기 광선들을 대략 동일한 방향으로 밖으로 투과시키기 위해 사용되는, 광 경로 조정 유닛. - 제1항에 있어서,
상기 집광 부분은 대칭적으로 배치된 2개의 호형 구조(arc structure)를 포함하고, 상기 광 산란 부분은 대칭 호형 구조이고, 상기 집광 부분 및 상기 광 산란 부분은 대칭 빈 공간을 형성하고, 상기 반사 부분은 상기 대칭 빈 공간의 대칭면(symmetric plane)에 배치되고, 상기 광 산란 부분으로 반사된 상기 광선들은 상기 빈 공간의 상기 대칭면의 방향과 대략 평행한 방향으로 밖으로 투과되는, 광 경로 조정 유닛. - 제2항에 있어서,
상기 집광 부분은, 거울 대칭(mirror symmetry) 형상으로 배치되며 동일한 형상과 사이즈를 갖는 2개의 호형 집광 시트를 포함하고; 상기 2개의 호형 집광 시트는 한쪽 단부에서 서로 접속되고, 다른 쪽 단부들은 상기 광 산란 부분의 2개의 단부에 각각 접속되고; 상기 반사 부분은 상기 2개의 호형 집광 시트의 거울 대칭면에 배치되고, 상기 반사 부분의 한쪽 단부는 서로 접속된 상기 2개의 호형 집광 시트의 단부들에 접속되고, 다른 쪽 단부는 상기 광 산란 부분의 상기 대칭면에 위치하는 상기 광 산란 부분의 중간에 접속되는, 광 경로 조정 유닛. - 제3항에 있어서,
상기 호형 집광 시트들 각각은 볼록 렌즈 구조이고, 상기 빈 공간에 가까운 호형 집광 시트의 호면(arc surface)의 라디안(radian)은 상기 빈 공간으로부터 멀리 떨어진 호면의 라디안보다 큰, 광 경로 조정 유닛. - 제3항에 있어서,
상기 광 산란 부분은 오목 렌즈 구조인, 광 경로 조정 유닛. - 제3항에 있어서,
상기 반사 부분은 대칭 쐐기형(wedge-shaped) 구조이고, 상기 대칭 쐐기형 구조의 더 넓은 단부는 서로 접속된 상기 2개의 호형 집광 시트의 단부들에 접속되고, 더 좁은 단부는 상기 광 산란 부분의 상기 대칭면에 위치하는 상기 광 산란 부분의 중간에 접속되고,
상기 2개의 호형 집광 시트에 대향하는 상기 대칭 쐐기형 구조의 2개의 측면에는 반사막이 각각 배치되는, 광 경로 조정 유닛. - 제6항에 있어서,
상기 대칭 쐐기형 구조의 각도는 3° 내지 7°의 범위인, 광 경로 조정 유닛. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 집광 부분, 상기 반사 부분 및 상기 광 산란 부분이 일체로 형성되거나;
또는, 상기 집광 부분, 상기 광 산란 부분 및 상기 반사 부분이 각각 형성된 뒤에, 함께 조립되거나;
또는, 상기 집광 부분 및 상기 광 산란 부분이 일체로 형성되고, 상기 반사 부분은 독립적으로 형성된 뒤에, 독립적으로 형성된 상기 반사 부분과, 일체로 형성된 상기 집광 부분 및 상기 광 산란 부분이 함께 조립되는, 광 경로 조정 유닛. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 집광 부분, 상기 반사 부분 및 상기 광 산란 부분은 무색 투명한 재료들을 사용하여 형성되는, 광 경로 조정 유닛. - 제9항에 있어서,
상기 집광 부분, 상기 반사 부분 및 상기 광 산란 부분은 유리 재료들 또는 수지 재료들을 사용하여 형성되는, 광 경로 조정 유닛. - 디스플레이 디바이스로서, 함께 접합될 수 있는 적어도 2개의 디스플레이 스크린을 포함하고, 인접한 디스플레이 스크린들 사이에는 접합 갭(splicing gap)이 존재하고, 상기 접합 갭에는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 광 경로 조정 유닛이 배치되는, 디스플레이 디바이스.
- 제11항에 있어서,
상기 적어도 2개의 디스플레이 스크린의 에지 부분(edge part)은 내부로 구부러져 만곡된 부분(bended part)을 형성하고, 상기 접합 갭은 상기 인접한 디스플레이 스크린들의 상기 만곡된 부분들 사이에 형성되고; 상기 광 경로 조정 유닛은 상기 접합 갭에 배치되고, 상기 집광 부분, 상기 반사 부분 및 상기 광 산란 부분의 길이들은 상기 디스플레이 스크린들의 상기 접합 갭의 길이와 동일한, 디스플레이 디바이스. - 제12항에 있어서,
상기 디스플레이 스크린의 상기 만곡된 부분은 평면 부분 및 곡면 부분을 포함하고, 상기 곡면 부분의 라디안은, 상기 집광 부분에 있어서, 상기 빈 공간으로부터 멀리 떨어진 호형 집광 시트의 호면의 라디안과 일치하고; 상기 곡면 부분은 블랙 매트릭스 및 발광 유닛을 포함하고, 상기 발광 유닛으로부터 방출된 광선들은 서로 다른 방향들에서 상기 집광 부분 안으로 들어가고, 상기 평면 부분의 방향과 대략 평행한 방향으로 상기 광 산란 부분의 밖으로 투과되는, 디스플레이 디바이스.
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